从2002年至2012年，淮南矿区经过第三次大规模开发建设，基本建成国家新型煤电能源基地，从单一的煤炭产业格局转型为煤炭、电力、房地产、物流、金融、技术服务等多产业融合发展的新格局。
    2002年至2012年，随着我国经济的高速发展，推动了煤炭消费量的快速增长，煤炭行业进入“黄金十年”。淮南矿区丰富的煤炭资源，长期的技术积累，优越的地理位置，广阔的市场需求，和谐的人文环境，使百年老矿区具备了建设国家新型煤电能源基地的有利条件。
    2004年5月，淮南矿业集团编制并上报矿区总体开发规划。2004年10月，国家发展改革委正式下发《关于淮南潘谢矿区总体规划的批复》，同意潘谢矿区总体规划的指导思想和开发原则，并将淮南矿业集团建设新型煤电能源基地总体规划正式列入国家计划。
    2002年以来，淮南矿业集团先后投资257.06亿元，在淮南本土建成8对大型现代化矿井，新增煤炭产量规模3800万吨。投资21.9亿元，对淮南本土既有6对生产矿井进行高定位技改，新增煤炭产量规模1200万吨。2009年以来，参与内蒙古煤炭资源开发，先后投资161亿元，建成3对大型现代化矿井，煤炭产量总规模达3000万吨。2012年，淮南矿区煤炭产量首次突破7000万吨，达到7106万吨。
    2003年6月10日，淮南矿业集团与中国华能集团、中国电力投资集团在北京签署《联合建设淮南煤电基地合作意向书》，煤电一体化战略进入实施阶段。到2012年，形成了全资、均股、参股三种煤电一体化电厂模式，电力权益规模达到858.89万千瓦。2012年，电力板块第一次超过煤炭板块利润，成为新的利润增长点。国家相关部委将淮南矿业集团煤电一体化经验和做法在全国煤炭行业大力推广。
    从2002年至2012年，淮南矿业集团经过初步治理、基本治理和根本治理三个阶段，结束了淮南矿区瓦斯事故重灾区的历史。国务院先后两次召开全国煤矿瓦斯防治工作现场会，总结推广淮南矿业集团的经验与技术。淮南矿业集团先后四次承办煤矿瓦斯防治技术国际研讨会，参与制定国家有关法规和标准，面向全煤行业开展瓦斯防治技术服务和企业高管技术培训等，成为全国煤炭行业瓦斯治理的典范。
    2002年以来，淮南矿业集团围绕煤炭、电力产业的总体布局，积极跟进市场和通道布局，顺势培育了现代物流产业，使其成为企业六大支柱产业之一。从矿区棚户区改造起步，顺势发展房地产业，成为安徽省最大的房地产企业。通过组建金融公司、参股商业银行，搭建起企业金融资本运作平台，取得了一定的经营业绩。
    历史上，淮南矿区棚户区林立，职工住房条件差，既威胁职工居住安全，又影响城市形象。从2002年起，淮南矿业集团启动了全煤系统最大的棚户区改造工程。到2017年，棚户区改造项目累计完成投资96.34亿元，建成708万平方米、54个小区、安置5.24万户。采煤沉陷治理项目累计完成投资16.17亿元，建成134万平方米、8个小区、安置1.47万户。棚户区改造工程的全部建成，广大矿工得到了最大实惠，彻底告别了几代矿工住棚户、住房差的历史。
    利益和谐是矿区和谐的重中之重。为了让广大矿工充分享受企业改革和发展带来的成果，淮南矿业集团从2002年起，逐年补偿性增加职工收入，并作为企业年度和展期的重要目标。到2011年，企业在岗职工人均收入81167元，加上住房公积金和企业年金共10万元，比2001年增长了10倍。收入大幅度增加，提高了职工的生活品位。
    在企业快速发展的过程中，淮南矿业集团坚持履行国有企业的社会责任，倾力救助弱势群体和困难职工，友情补偿和支持社会职能移交与辅业分离改制单位，大力资助贫困学生和帮扶困难乡镇，主动修复资源枯竭矿区环境等，成为全国煤炭行业和谐矿区建设的典型。
    2002年以来，淮南矿业集团以党建工作为统领，以满足职工精神文化需求为重点，大力建设具有淮南矿业特色的优秀企业文化，巩固共同思想基础，保障矿工文化权益，提升矿区文化品位，为企业改革发展提供了强有力的文化支撑和精神动力。
    2008年12月5日，国家发展改革委、国家能源局主办，安徽省人民政府承办的两淮煤电基地建设竣工投产仪式，在淮南矿业集团顾桥矿隆重举行。至此，淮南矿业集团成为全国14个亿吨级煤炭基地和6个大型煤电基地之一，安徽省煤炭产量规模、电力规模最大的能源企业，淮南矿业集团实现了新的历史性飞跃。